服务器在线4月22日报道：IBM正在探索混合运算的概念，并致力于加强其大型主机对于开放源码软件的支持，以期通过这两种途径为这种"古老"的系统注入新生命力。该公司日前发布了采用4.4GHz处理器的z10系统，这是IBM大型主机发展近10年来第一次针对CPU彻底重新设计。
混合运算平台兴起
"我们正面临着许多重大挑战，混合运算平台就是其中之一"，IBM公司研究员、同时也是z10处理器首席架构师的Charles Webb说："未来我们将会看到越来越多的混合运算平台，并将以各种形式出现。"
同时，IBM还计划使z10成为其第一款可支持竞争对手Sun开放源码操作系统OpenSolaris的大型主机。
IBM利用其z系列大型主机搭配其与Sony共同为Playstation开发的Cell处理器，为巴西一家在线游戏公司开发定制化的处理性能。目前IBM正在研究如何在大型主机上使用各种加速器。
"Cell处理器是一个很好的出发点，但它并不是唯一一种我们可长期应用的产品"Webb说。
据Webb介绍，加速器可以利用大型主机通用CPU上所处理的事务数据执行定价和风险分析等任务选项，但要打造这一类的系统还存在很多的挑战。
因为工程师们必须确定哪些加速器最适合执行哪些应用，还要找到能够弹性化将加速器与大型主机整合在一起的方法。最重要的是，他们还得编写管理、虚拟化与中介程序，以此为用户隐藏多个处理器群之间分配应用的复杂性。
"在这方面还有很多工作要做，"Webb表示。
一种新的发展方向，是大型主机的策略性成长驱动力正随着用户将更多工作转移到主流PC服务器上而呈现普遍的衰退。
Gartner估计，大型主机的销售去年下滑了将近12%，部分原因在于市场进入了周期性的低迷时期。对最大的服务器供货商IBM而言，其大型主机业务在2007年也下跌了9.6%，而PC服务器业务却成长了10%。
英国Ovum公司资深分析师Carl Greiner认为："所有的大厂都拥有大型主机，所以它不至于很快地退出市场"，但"问题在于这种产品能否吸引新的用户？我想随着大型主机日益朝向混合系统发展，它们确实吸引着更多新用户"。
追求速度
在设计z10内部的微处理器时，IBM采用了一种更传统的方式。工程师们重新设计了这个已有10年历史的芯片平台，使频率从z9的1.7GHz达到了令人惊讶的4.4GHz。
与许多主流CPU不同，z系列芯片具有足够的频率提升空间。一部分是因为大型主机采用了冷却模块来为装有处理器的多芯片模块降温，从而将泄漏电流维持在z10 CPU整体电流消耗的一半以下。
"就系统级而言，这样做是正确的"，Webb表示，"但在芯片级，这种设计能效却并非最高。可是我们并不清楚是否能透过其他任何方式，使每颗核心性能获得更大的提升。"
根据IBM的估计，相较于早期的z9系统而言，z10系统在完成某些任务时的性能增长了一倍，但每瓦功率所提供的性能却只有15%的提升。
"这是我所设计过的第一款真正需要担心功耗的机器，但我们还是做到了"，Webb说，"对我们来说，如果要继续开发的话，所面临的最大挑战是如何处理功率密度问题，因为功率密度看来似乎会快速地增加。"
事实上，大多数主流服务器的CPU设计者都曾遇过所谓的功耗障碍问题，迫使它们不得不转向采用多核心与多线程的架构。
"每一处理器性能的成长率一直降低，而且还将继续下滑，主要的原因就是功耗因素"，Webb说，"虽然这种性能的成长还没到尽头，但总有一天会发生的。"
针对z10和较早的z9架构选择，IBM曾经考虑采用多线程架构，但最后放弃了。据Webb解释，多线程架构无法在大型主机级事务处理方面带来可靠且一致的性能提升。
z10中包含20个4核心处理器，共有多达80个采用65nm制程技术制造的核心。但其中只有64个可供终端用户使用，其他的主要用于I/O处理。这对于采用90nm技术制造的双核心z9系统用户而言，已较其原有的54颗可用核心增加不少。
"即使是在64颗CPU时，仍然会对软件产生很大的影响，但我们一直很有系统地发现并解决所有的问题"，Webb介绍，"虽然我们并不认为随着CPU数量增加而可能导致什么真正的大问题，但仍有一些软件子系统确实需要作些修改。"
未来的大型主机将逐步增加处理器和缓存数量，以支持更高性能。IBM公司在z10芯片中为每个处理器核心增加了一个专用的3MB L2缓存，同时将L3缓存从40MB增加到48MB。"就我们的机器所面临的工作负载而言，缓存子系统将会承受很大压力"，Webb表示。
在z系列上执行Solaris
IBM正使z10开始支持Sun的OpenSolaris。"目前我们只让OpenSolaris在内部执行，但在准备好让终端用户开始使用测试版以前，我们还得花很多精力于底层硬件应用的优化，"IBM工程师、同时也是z系列软件首席架构师Jim Porell介绍："我们也在考虑剩下的部分堆栈应采用什么中介韧体与应用程序。"
IBM在大型主机上采用定制的z/OS操作系统作为其旗舰作业环境，但同时也正推动大型主机执行更多开源代码。IBM估计，2007年用户在z系列大型主机上所执行的Linux任务比前一年多28%，而执行Java的任务比前一年多47%。
强化对于Linux任务负载的处理对于今天的大型主机而言是另一个新的重点。IBM声称，z10的处理能力相当于1500 个X86服务器，但其功耗和所占用的空间却只有后者的85%。IBM曾在去年表示，该公司的目的是整合所有的任务，并使其执行于33个z9大型主机上的3900个内部PC服务器。IBM表示，这些任务只需要16台z10。
每一台z10计算机都可被分为多达60个逻辑安全分区。据Porell说，每个分区利用IBM的虚拟化工具能执行几百项任务。
